《化学元素的发现》

出处：按学科分类—综合性图书 湖北人民出版社《青年读书辞典》第581页（1823字）

【着者】：

凌永乐编着。根据现代观点，元素是原子核里质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。迄今为止，人们已经发现的化学元素有109种。这些元素组成了目前已知的大约5百万种不同的物质。本书按元素被发现的先后秩序，对各种元素的单质或共生矿在自然界中的丰度和分布，各种元素的性质、用途、制取方法、使用历史以及未来发展等进行了简要的论述。全书共分10部分。第1部分对“古代人们在实践中使用的元素”作了介绍。这些元素是：碳、金、银、铜、锡、铅、硫、砷、铁、汞、锌、镍、锑和铋等。它们之所以最早被人们发现和使用，或因其在自然界中有单质形态存在；或因其具有含量大、熔点低、易制取等特点。第2部分叙述了“化学科学实验兴起以后”的情况。因中世纪以后科学与技术的迅速发展，相继出现了天文望远镜、显微镜、温度计、湿度计和水银气压计这样的科学仪器。以现代实验科学的创始人培根、英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡为代表的一批实验科学先驱者们使化学从一般劳动群众的实践及炼金、炼丹术士的神秘活动进入了科学实验阶段。通过大量的实验，先后发现了磷、钴、铂、锰、氧、氮、氢、钼和钨等元素。第3部分介绍了“分析化学发展起来以后”的情况。早在古代，劳动人民就在应用金属和非金属物质时掌握了某些鉴别它们的方法。如埃及的草纸书和中国的《周礼·考工记》等就记述有按温度、色象鉴别物质的方法。从17世纪开始，波义耳首先应用石蕊和其它一些植物的色汁作指示剂鉴别了酸和碱；拉瓦锡应用天平对化学反应进行了定量测定；道尔顿把原子学说介绍到化学中，从而促进了分析化学的发展，使不少元素从矿石中被发现出来。它们是：铀、锆、钛、钇、铈、铬、铍、碲、硒、铌、钽、锇、铱、钯、铑、钍、镉、钒、镧、铒、铽、钌等。第4部分介绍“有了电池之后”发现新元素的情形。长期以来，一些含化学性质活泼的碱金属元素、碱土金属元素、卤素、硼和铝的化合物被认为是不能再分的简单物质。由于19世纪初伏特电池的发明，化学家们才有可能用电解的方法从中获得钾、钠、钙、镁、钡、锶、硼、氯、碘、锂、硅、溴、铝和氟等元素。第5部分介绍了“利用光谱分析的发现”。对于地壳中含量较少的元素，因化学分析的灵敏度有限，故难以被观测到。1860年德国化学家本生和克希荷夫用分光镜对化学物质火焰的光谱进行了研究，并创立了光谱分析的方法。此后，相继发现了铯、铷、铊、铟、氦、氩等元素。第6部分讲的是“由于元素周期系的建立”所带来的新发现。俄国化学家门捷列夫在对丰富的感觉材料进行归纳、整理并吸取前人经验之后，建立了化学元素周期律。当他发现周期系内尚有空白位置时，就预言了一些新元素的性质。尔后，这些预言被科学实验所证实。这一阶段中被发现的新元素有镓、镱、钪、钬、铥、镝、镥、钐、钆、镨、钕、铕、锗、氪、氖、氙等。第7部分讲了“发现了放射性以后”的情况。继伦琴发现X射线之后，贝克勃尔和居里夫人先后发现了铀和钍的放射性，从而为寻找其他天然放射性元素开辟了渠道。随后有钋、镭、镤、锕、氡等被发现。第8部分介绍了“在原子结构研究中的发现”。即在玻尔提出原子结构的假说与莫斯莱建立了X射线光谱分析方法之后，近代结晶化学得到了发展。当时元素周期系中还空缺的61、72号元素钷与铪就是用这套理论与方法找到的。科学家们在研究原子核的构造时，从天然放射性元素的蜕变现象中得到用人工方法转变元素的启示。本书第9部分讲的就是“实现了人造的元素”。首先是卢瑟福用高能α粒子撞击氮原子核，使之转变成氧原子，同时放出质子：+－→+。其后，伊伦·居里夫妇用α粒子撞击铝原子，也得到元素人工蜕变的核反应：+－→+和→+，并因此发现了中子和正电子。再加之后来核反应加速器的建立及原子核裂变技术的出现，使元素周期律中又陆续增添了锝、钷、砹、钫、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、104－107等新成员。自1937年用人工合成锝以来，合成元素已增至近20个。近年来，有人用“超重核稳定岛”存在的假说预言了114和126等稳定核的存在，甚至还设计了合成一些新元素的核反应方案。作者在最后部分《期望着的未来元素》中讲的就是这方面的情况。作者以人类发现化学元素的实践及其理论研究为经纬，贯串全书。然而，新元素的发现并未完结，还有待我们在科学实验和研究中付出更大的代价。本书既介绍了丰富的科学知识，又给人以启迪，是一部写得很好的科普读物。